Второй закон термодинамики

|Министерство образования Российской Федерации                            |
|Белгородский государственный университет                                 |
|                                                                         |
|Реферат                                                                  |
|по теплотехнике                                                          |
|на тему: «Второй закон термодинамики»                                    |
|Выполнил:                               |                                |
|                                        |                                |
|                                        |                                |
|Руководитель:                           |                                |
|                                                                         |
|Белгород 2000                                                            |


                                 План работы



Введение    3

      Общая характеристика и формулировка второго закона термодинамики   4
      Понятие энтропии 8
      Заключение 10
      Список литературы      11


                                  Введение

      В настоящее время теплосиловые и тепловые установки  получили  широкое
распространение в различных отраслях народного  хозяйства.  На  промышленных
предприятиях  они  составляют  основную  важнейшую  часть   технологического
оборудования.
      Наука,  изучающая  методы  использования   энергии   топлива,   законы
процессов изменения состояния вещества, принципы работы  различных  машин  и
аппаратов,   энергетических   и   технологических   установок,    называется
теплотехникой. Теоретическими основами теплотехники  являются  термодинамика
и теория теплообмена.
      Термодинамика опирается на фундаментальные  законы  (начала),  которые
являются  обобщением  наблюдений  над  процессами,  протекающими  в  природе
независимо от  конкретных  свойств  тел.  Этим  объясняется  универсальность
закономерностей и соотношений между физическими величинами,  получаемых  при
термодинамических исследованиях.
      Первый  закон  термодинамики  характеризует   и   описывает   процессы
превращения энергии с количественной стороны  и  дает  все  необходимое  для
составления энергетического баланса любой установки или процесса.
      Второй  закон  термодинамики,  являясь  важнейшим   законом   природы,
определяет направление, по которому  протекают  термодинамические  процессы,
устанавливает возможные пределы превращения теплоты в  работу  при  круговых
процессах, позволяет дать строгое определение таких понятий,  как  энтропия,
температура и т.д. В  этой  связи  второй  закон  термодинамики  существенно
дополняет первый.
      В  качестве  третьего   начала   термодинамики   принимается   принцип
недостижимости абсолютного нуля.
      В теории теплообмена  изучаются  закономерности  переноса  теплоты  из
одной области пространства в другую. Процессы переноса теплоты  представляют
собой процессы обмена внутренней энергией между  элементами  рассматриваемой
системы в форме теплоты.

      Общая характеристика и формулировка второго закона термодинамики

      Естественные процессы всегда направлены в сторону достижения  системой
равновесного состояния (механического,  термического  или  любого  другого).
Это  явление  отражено  вторым   законом  термодинамики,   имеющим   большое
значение и для анализа работы теплоэнергетических машин.  В  соответствии  с
этим законом, например, теплота самопроизвольно может переходить  только  от
тела  с  большей  температурой  к   телу   с   меньшей   температурой.   Для
осуществления обратного процесса должна быть затрачена определенная  работа.
В связи с этим второй закон  термодинамики  можно  сформулировать  следующим
образом:   невозможен   процесс,   при   котором   теплота   переходила   бы
самопроизвольно от  тел  более  холодных  к  телам  более  теплым  (постулат
Клаузиуса, 1850 г.).
      Второй закон  термодинамики  определяет  также  условия,  при  которых
теплота  может,  как  угодно  долго  преобразовываться  в  работу.  В  любом
разомкнутом термодинамическом процессе  при  увеличении  объема  совершается
положительная работа:
      [pic]
      [pic],
      где l – конечная работа,
      v1 и v2 – соответственно начальный и конечный удельный объем;
но процесс  расширения  не  может  продолжаться  бесконечно,  следовательно,
возможность преобразования теплоты в работу ограничена.
      Непрерывное преобразование теплоты в работу  осуществляется  только  в
круговом процессе или цикле.
      Каждый элементарный  процесс,  входящий  в  цикл,  осуществляется  при
подводе или отводе  теплоты  dQ,  сопровождается  совершением  или  затратой
работы, увеличением  или  уменьшением  внутренней  энергии,  но  всегда  при
выполнении  условия  dQ=dU+dL   и  dq=du+dl,  которое  показывает,  что  без
подвода теплоты (dq=0) внешняя  работа  может  совершаться  только  за  счет
внутренней энергии системы, и, подвод теплоты  к  термодинамической  системе
определяется  термодинамическим  процессом.  Интегрирование  по   замкнутому
контуру дает:

      [pic], [pic], так как [pic].
      Здесь QЦ  и LЦ  -  соответственно  теплота,  превращенная  в  цикле  в
работу, и работа, совершенная рабочим телом, представляющая  собой  разность
|L1| - |L2|  положительных  и  отрицательных  работ  элементарных  процессов
цикла.
      Элементарное количество теплоты  можно  рассматривать  как  подводимое
(dQ>0) и отводимое (dQ